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1、1NuclearMagneticResonanceSpectroscopy(NMR)核磁共振波譜人腦縱切面的核磁共振成像通過一個(gè)磁共振成像掃描人類大腦獲得的一個(gè)連續(xù)切片的動(dòng)畫，由頭頂開始，一直到基部2乙醚核磁共振波譜圖3核磁共振波譜與紫外-可見光譜及紅外光譜的區(qū)別照射頻率不同而引起的躍遷類型不同光譜類型λ躍遷形式紫外-可見吸收光譜200~760nm外層電子能級躍遷紅外光譜2.5~50μm分子振-轉(zhuǎn)能級躍遷核磁共振譜60cm~300m原子核自旋能級躍遷4美國科學(xué)家布洛赫(FelixBloch)和珀賽爾(Edward
2、Purcell)各自獨(dú)立觀察到核磁共振現(xiàn)象，1952年獲得諾貝爾物理獎(jiǎng)。布洛赫(FelixBloch)珀賽爾(EdwardPurcell)5瑞士物理化學(xué)家恩斯特(R.R.Ernst)由于在PFT-NMR及2DNMR二方面的貢獻(xiàn)而獲得1991年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。恩斯特(R.R.Ernst)脈沖傅利葉變換核磁共振譜二維核磁共振譜核磁共振成像6瑞士的庫爾特·維特里希(KurtWüthrich)首先將2D-NMR的方法用于蛋白質(zhì)，發(fā)展了將2D-NMR和距離幾何結(jié)合得到蛋白質(zhì)在溶液中的空間結(jié)構(gòu)的方法，第一個(gè)用NMR方法解析出蛋
3、白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，獲得2002年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。庫爾特·維特里希(KurtWüthrich)7美國科學(xué)家保羅·勞特布爾(PaulLauterbur)和英國科學(xué)家彼得·曼斯菲爾德(PeterMansfield)關(guān)于核磁共振成像（NuclearMagneticResonanceImaging，簡稱NMRI，也稱磁共振成像（MagneticResonanceImaging，簡稱MRI），技術(shù)方面的研究獲得2003年諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。保羅·勞特布爾(PaulLauterbur)彼得·曼斯菲爾德(PeterMansfield)8一
4、、基本原理：1.原子核的自旋質(zhì)量數(shù)原子序數(shù)自旋量子數(shù)I偶數(shù)偶數(shù)0偶數(shù)奇數(shù)1，2，3….奇數(shù)奇數(shù)或偶數(shù)1/2；3/2；5/2….凡是自旋量子數(shù)不等于零的原子核，都可發(fā)生核磁共振。常用1HNMR和13CNMR。9（1）I=0的原子核16O；12C；22S等，無自旋，沒有磁矩，不產(chǎn)生共振吸收；（2）I=1，2，3…….的原子核：2H，14N，這類原子核的核電荷分布可看作一個(gè)橢圓體，電荷分布不均勻，共振吸收復(fù)雜，研究應(yīng)用較少；（3）Ｉ＝1/2，3/2，5/2….的原子核:1H，13C，19F，31P，原子核的電荷均勻分布
5、，并象陀螺一樣自旋，有磁矩產(chǎn)生，是核磁共振研究的主要對象，C，H也是有機(jī)化合物的主要組成元素。10有機(jī)化合物的基本元素13C、1H、15N、19F、31P等都有核磁共振信號，且自旋量子數(shù)均為1/2，核磁共振信號相對簡單，已廣泛用于有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)測定然而，核磁共振信號的強(qiáng)弱是與被測磁性核的天然豐度和旋磁比的立方成正比的，如1H的天然豐度為99.985%，19F和31P的豐度均為100%，因此，它們的共振信號較強(qiáng)，容易測定，而13C的天然豐度只有1.1%，很有用的15N和17O核的豐度也在1%以下，它們的共振信號都
6、很弱，必須在傅里葉變換核磁共振波譜儀上經(jīng)過多次掃描才能得到有用的信息。111.質(zhì)子類型（-CH3、-CH2-、、=CH2、、Ar-H、-OH、-CHO）及質(zhì)子化學(xué)環(huán)境；按原子核種類可分為1H、13C、19F、31P等核磁共振譜。但不能給出不含氫基團(tuán)的共振信號。碳譜可給出豐富碳骨架的信息，但其峰面積與碳數(shù)一般不成比例關(guān)系。因而氫譜和碳譜可互為補(bǔ)充。19F和31P譜只能用于含F(xiàn)含P的化合物，應(yīng)用范圍較窄。氫譜主要是給出三方面的結(jié)構(gòu)信息：2.氫分布；3.核間關(guān)系。12質(zhì)子是自旋的。有自旋量子數(shù)+1/2和-1/2兩個(gè)自旋
7、態(tài)，在外磁場H0作用下，兩個(gè)自旋態(tài)能量不再相等，兩種自旋態(tài)的能量差△E隨著外磁場強(qiáng)度增加而變大。132.核磁共振的條件：質(zhì)子受到電磁波（無線電波）幅射，只要電磁波的頻率能滿足兩個(gè)相鄰自旋態(tài)能級間的能量差△E，質(zhì)子就由低自旋態(tài)躍遷到高自旋態(tài)，發(fā)生核磁共振。1415163.核磁共振儀：A.連續(xù)波核磁共振儀(1)固定外磁場強(qiáng)度H0不變，改變電磁波頻率ν，稱為掃頻。(2)固定電磁波頻率ν不變，改變磁場強(qiáng)度H0，稱為掃場。兩種方式的共振儀得到的譜圖相同，實(shí)驗(yàn)室多數(shù)采用后一種，如60MHz，100MHz，400MHz就是指電
8、磁波頻率。17B.傅立葉變換核磁共振波譜儀不是通過掃場或掃頻產(chǎn)生共振；采用射頻脈沖激發(fā)在一定范圍內(nèi)所有的欲觀測的核，通過傅立葉變換得到NMR譜圖。恒定磁場，施加全頻脈沖，產(chǎn)生共振，采集產(chǎn)生的感應(yīng)電流信號，經(jīng)過傅立葉變換獲得一般核磁共振譜圖。（類似于一臺多道儀）181．永久磁鐵：提供外磁場，要求穩(wěn)定性好，均勻，不均勻性小于六千萬分之一。掃場線圈。2．射頻振蕩器：線圈垂直于外
